电工钢生产概论.pptx

碳对铁－硅合金的影响
碳含量小于0.025％ 的3.25％ Fe-Si合金 在任何温度下都为 单一的α相，不会发 生相变
这是采用高温退火发生二次再结晶、制造取向硅钢和高牌 号无取向硅钢的金属学基础
电工钢的主要物理性质
电工钢的实际密度与Si和Al的含量有关，按经验公式计算：
7.865 0.065[(%Si) 1.7(% Al)] (g/cm3)
表. 电工钢板的品种和分类
热轧硅钢板 (无取向)
冷轧电工 钢板
分类
低硅热轧钢带，热轧电机钢(1.0%～2.5%Si)
热轧高硅钢，热轧变压器钢 (3.0%～4.5%Si)
无取向电工钢 (冷轧电机钢)
低碳电工钢(<0.5%Si) 电机硅钢(0.5%～3.5%Si)
公称厚度 /mm 0.50
0.35和0.50
O：氧在γ-Fe中形成间隙固溶体，使晶格变形、矫顽 力增加、磁时效效应增加、磁性降低。钢中的氧易形 成SiO2、Al2O3等氧化物夹杂，阻碍晶粒长大，使磁 性降低，故要求硅钢中氧含量越低越好。
铁－硅合金的特性
铁的居里温度为770℃ 铁硅二元系含硅量超过
2.5％时，奥氏体区封闭 消失 Si>4.5%时，出现有序相 （Fe3Si）和（FeSi）
表. 热轧、冷轧电工钢各项性能指标
项目
磁性能
加工性能
同板差 耗电量 生产效率 劳动强度 加工应力敏
感度 价格
热轧硅钢 同样铁损的热轧硅钢比 冷轧硅钢磁感低0.4～0.5T 热轧硅钢比冷轧硅钢硬度
HV值高20～30MPa 叠装系数≥95％ 铁损比相同硅含量的冷轧钢大
低 高
低，加工后不需退火
低
冷轧硅钢 磁感高，磁激电流小， 电机的铜损小，功率高 硬度低，加工模具损耗小，
0.50和0.65
0.35和0.50
单取向硅钢 (冷轧变压器钢)
双取向硅钢
冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
高频用冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
0.35、0.30、 0.27和0.23
0.05～0.15
此外还有特殊用途的电工钢板，如高频 电机和变压器以及脉冲变压器用电工钢； 继电器和电力开关用的高强度冷轧无取 向硅钢；新型高转速电机转子用的高强 度冷轧电工钢；医用核磁共振断层扫描 仪等磁屏蔽和高能加速器电磁铁用的低 碳电工钢；高频电机和变压器以及磁屏 蔽的高硅钢板等。
S：硫是有害元素，硫使铁损和矫顽力增大。硫与锰 形成细小的MnS质点，阻碍成品退火时晶粒长大。故 S含量越小越好，一般控制在0.015％以下。
N：氮以间隙原子固溶在铁中，是强烈扩大奥氏体的 元素。氮能与铝形成AlN，作用与MnS相同，合理的 生产工艺可有效提高磁性，降低铁损。若控制不好， 则会影响硅钢的各项性能。一般氮含量应控制在 0.002％以下。
电工钢的电阻率与Si和Al的含量有关，按经验公式计算 ：
0 12 11(%Si)
0 13.25 [11.3(Si Al)%] (μΩ·cm)
178.35
2003 12.53 27.4 12.4 50.8
--
103.13 95.4
198.53
2004 12.7 33.8 14.3 53.5 11.1
125.4 104
229.4
2005 13.21 57.03 17.14 68.6 45.42
201.4 105.2
306.6
“十五” 合计 63.32 171.66 65.45 255.6 56.52
Si：电工钢中加硅主要是提高电阻率，降低涡 流损耗，降低铁损，并促进晶粒长大。
Mn：锰可扩大γ相区，有利于晶粒长大，降低铁损。 可形成MnS，防止生成FeS所引起的热脆，又可降低 相变温度，使退火温度下降，晶粒尺寸变小，影响磁 性，故一般Mn/S≥10。
P：磷与硅的作用相似，缩小γ相区，促使晶粒长大， 提高电阻率和硬度，降低铁损。控制在0.03 %以下。
612.57 468.3
1080.87
提纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
各元素对电工钢性能影响
C：碳对电工钢极有害，碳会提高矫顽力和磁 滞损耗。随碳含量增高，P15增大；碳也可与 铁形成间隙式固溶体，使晶格畸变严重，引起 很大的内应力，使磁性明显降低，故要求成品 中C<0.015％；
加工性优良 叠装系数≥98％
节能 高 低
高，需消除应力退火
高
我国冷轧硅钢生产技术现状
目前，我国生产冷轧硅钢片的大企业主要有武钢、 宝钢、太钢、鞍钢四家。冷轧电工钢的生产能力 有310.9万吨，其中取向硅钢为28万吨。
冷轧硅钢的制造工艺和设备复杂，成分控制严格， 生产工序长，影响性能的因素多，尤其是取向硅 钢被视为钢铁行业中的珍品。因此常把取向硅钢 产品的质量看作衡量一个国家钢铁制造技术水平 的重要标志，也在一定程度上体现了一个国家科 技和国民经济发展状况。
电工钢生产概论
提纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
电工钢是铁基的工业用软磁材料，包
括碳含量很低的工业纯铁和0.5％～4.5％ Si硅钢两类，主要用做各种电机和变压器
的铁芯，是电力、电子和军事工业中不可
缺少的重要磁性材料。电工钢板带在磁性 材料中用量最大，约占磁性材料的90％， 占电工材料的5源自文库％。电工钢是重要的能源 用钢，也是一种重要的金属功能材料 。
表. 2001～2005年国内主要厂家电工钢产量 （万吨）
时间 （年）
取向
武钢 无取向
太钢 无取向
宝钢 无取向
鞍钢
无取向
无取向 ＋取向
合计
热轧板
冷轧 ＋热轧
2001 12
25.17 11.03 38.5
--
86.7 81.6
168.3
2002 12.89 28.26 10.6 44.5
--
96.25 82.1
电工钢的分类及用途
电工钢按其主要合金硅元素的含量可分为工业纯 铁和硅钢两大类；按生产工艺过程硅钢又可分为 热轧和冷轧两大类；冷轧硅钢又分为取向硅钢和 无取向硅钢两种 。
磁各向异性的冷轧取向硅钢片主要用于制作各种 变压器的铁芯，也可冲压制成扇形、制做大型汽 轮发电机的定子；磁各向同性的冷轧无取向硅钢 片主要用于制造容量较大的大中型电机、发电机 以及家用电机、微电机、镇流器和小型变压器等。